特開 2016-223886 レーザレーダ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-223886(P2016-223886A)

(43)【公開日】2016年12月28日

(54)【発明の名称】レーザレーダ装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/497 20060101AFI20161205BHJP

   G01S 7/481 20060101ALI20161205BHJP

   G01S 17/42 20060101ALI20161205BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20161205BHJP

   G02B 26/12 20060101ALI20161205BHJP

【ＦＩ】

   G01S7/497

   G01S7/481 A

   G01S17/42

   G01C3/06 120Q

   G01C3/06 140

   G02B26/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-109849(P2015-109849)

(22)【出願日】2015年5月29日

(71)【出願人】

【識別番号】501428545

【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】桂 正士

【テーマコード（参考）】

2F112

2H045

5J084

【Ｆターム（参考）】

2F112AD01

2F112BA15

2F112CA12

2F112DA09

2F112DA15

2F112DA26

2F112EA05

2F112FA09

2F112GA01

2F112GA10

2H045AA53

5J084AA01

5J084AA05

5J084AA10

5J084AC10

5J084AD01

5J084BA04

5J084BA36

5J084BA49

5J084BB02

5J084BB04

5J084BB27

5J084BB28

5J084CA03

5J084CA10

5J084DA02

5J084DA07

5J084EA17

(57)【要約】

【課題】筐体窓に付着した汚れにより生じる死角を少なくすることができるレーザレーダ装置を提供する。
【解決手段】筐体窓３と、レーザ光を投光する投光部５と、レーザ光を所定の走査角度範囲に渡って走査しつつ筐体窓３から照射する走査部６とを備えたレーザレーダ装置１であって、筐体窓３は、レーザ光の走査方向に沿って回転可能であり、筐体窓３を回転させる駆動部８６と、筐体窓３を、レーザ光の走査に同期して回転させる駆動制御部と、レーザ光が照射された位置の筐体窓３に汚れが付着しているか否かを判断する汚れ判断部とを備え、駆動制御部は、汚れ判断部が、レーザ光が照射された位置の筐体窓３に汚れが付着していると判断したことに基づいて、筐体窓３の回転角速度をレーザ光の走査角速度とは異なる角速度とすることで、レーザ光が筐体窓３に照射される方向を変化させた後、再び、レーザ光の走査に同期して筐体窓３を回転させる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体に取り付けられている筐体窓（３）と、
レーザ光を発生させて投光する投光部（５）と、
前記投光部が投光した前記レーザ光を、上下方向軸の回りの所定の走査角度範囲に渡って周期的に走査しつつ、前記筐体窓から照射する走査部（６）とを備えたレーザレーダ装置（１）であって、
前記筐体窓は、前記上下方向軸の回りに回転可能であり、
前記筐体窓を回転させる駆動部（８６）と、
前記駆動部を駆動して、前記筐体窓を、前記走査部による前記レーザ光の走査に同期して回転させる駆動制御部（Ｓ１、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１０）と、
前記レーザ光が照射された位置の前記筐体窓に汚れが付着しているか否かを判断する汚れ判断部（Ｓ４、Ｓ８）とを備え、
前記駆動制御部は、前記汚れ判断部が、前記レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、前記筐体窓の回転角速度を前記レーザ光の走査角速度とは異なる角速度とすることで、前記レーザ光が前記筐体窓に照射される位置を変化させた後、再び、前記レーザ光の走査に同期して前記筐体窓を回転させることを特徴とするレーザレーダ装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記走査部は、前記駆動部が前記筐体窓の回転角速度を前記レーザ光の走査角速度とは異なる角速度としている間も前記レーザ光を走査し、
前記汚れ判断部は、前記駆動部が前記筐体窓を前記レーザ光の走査角速度とは異なる角速度としている間も、前記レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着しているか否かを判断し、
前記駆動制御部は、前記汚れ判断部が、前記レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着していないと判断したことに基づいて、再び、前記レーザ光の走査に同期して前記筐体窓を回転させることを特徴とするレーザレーダ装置。

【請求項3】

請求項１または２において、
前記駆動部は、前記筐体窓に動力伝達可能な動力伝達状態と、前記筐体窓に動力を伝達する経路が切断された動力切断状態とが可能であり、
駆動制御部は、前記汚れ判断部が、前記レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、前記駆動部を前記動力切断状態とすることで、前記レーザ光が前記筐体窓に照射される位置を変化させることを特徴とするレーザレーダ装置。

【請求項4】

請求項３において、
前記筐体窓に制動力を加える制動状態と、前記筐体窓に制動力を加えていない非制動状態とが可能である制動部（８７）を備え、
前記駆動制御部は、前記制動部も制御可能であり、前記汚れ判断部が、前記レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、前記駆動部を前記動力切断状態とすることに加えて、前記制動部を前記制動状態とすることで、前記レーザ光が前記筐体窓に照射される位置を変化させることを特徴とするレーザレーダ装置。

【請求項5】

筐体に取り付けられている筐体窓（３）と、
レーザ光を発生させて投光する投光部（５）と、
前記投光部が投光した前記レーザ光を、上下方向軸の回りの所定の走査角度範囲に渡って周期的に走査しつつ、前記筐体窓から照射する走査部（６）とを備えたレーザレーダ装置（１００）であって、
前記筐体窓は、上下方向軸の回りに回転可能であり、
前記筐体窓を、前記走査部による前記レーザ光の走査角速度とは異なる角速度で回転させる駆動部（１８２）を備えることを特徴とするレーザレーダ装置。

【請求項6】

請求項５において、
前記駆動部は、前記筐体窓を、前記走査部による前記レーザ光の走査角速度よりも遅い角速度で、前記レーザ光の走査方向と同方向に回転させることを特徴とするレーザレーダ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザレーダ装置に関し、特に、このレーザレーダ装置が備える筐体窓に汚れが付着することにより生じる死角を減少させる技術に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザレーダ装置は、レーザ光を外部に照射し、照射したレーザ光が外部の物体で反射して生じた反射光を受光する。そして、レーザ光を照射してから反射光を受光するまでの時間と光速とから、物体までの距離を算出する。

【0003】

レーザレーダ装置は、一般的に、レーザ光を所定の角度範囲に渡り走査することで、その角度範囲に存在する物体までの距離を算出する。

【0004】

また、レーザレーダ装置は筐体に覆われており、筐体に、レーザ光を通過させつつ、内部の部品を保護する光透過性の筐体窓が設けられる。筐体窓に汚れが付着すると、汚れが付着している角度範囲では、この汚れによりレーザ光が反射されてしまい、装置外部に存在している物体までの距離を算出することができない。なお、本明細書では、レーザレーダ装置が外部の物体までの距離を算出することができない角度を死角という。

【0005】

筐体窓に汚れが付着すると死角が生じてしまうので、筐体窓に汚れが付着しているか否かを判定する技術が知られている。たとえば、特許文献１では、計測時間が所定計測時間よりも短く、かつ、所定の受光強度以上であった場合に、筐体窓に汚れが付着していると判定する。また、特許文献２では、筐体窓面を走査する専用の発光素子および受光素子を設けている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００５−１００９４号公報

【特許文献2】特開２００２−６０３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、筐体窓に汚れが付着していることを検知できても、従来技術では、その汚れが人手により除去されるまでは、汚れによる死角は解消しない。

【0008】

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、筐体窓に付着した汚れにより生じる死角を少なくすることができるレーザレーダ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0010】

上記目的を達成するための第１発明は、
筐体に取り付けられている筐体窓（３）と、
レーザ光を発生させて投光する投光部（５）と、
投光部が投光したレーザ光を、上下方向軸の回りの所定の走査角度範囲に渡って周期的に走査しつつ、筐体窓から照射する走査部（６）とを備えたレーザレーダ装置（１）であって、
筐体窓は、上下方向軸の回りに回転可能であり、
筐体窓を回転させる駆動部（８６）と、
駆動部を駆動して、筐体窓を、走査部によるレーザ光の走査に同期して回転させる駆動制御部（Ｓ１、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１０）と、
レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着しているか否かを判断する汚れ判断部（Ｓ４、Ｓ８）とを備え、
駆動制御部は、汚れ判断部が、レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、筐体窓の回転角速度をレーザ光の走査角速度とは異なる角速度とすることで、レーザ光が筐体窓に照射される位置を変化させた後、再び、レーザ光の走査に同期して筐体窓を回転させることを特徴とする。

【0011】

この第１発明によれば、筐体窓がレーザ光の走査に同期して回転している間は、レーザ光は筐体窓の同じ位置に照射される。汚れ判断部が、レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、筐体窓の回転角速度をレーザ光の走査角速度とは異なる角速度とすると、レーザ光が筐体窓に照射される位置が変化する。これにより、レーザ光が照射される位置は、汚れ判断部により汚れが付着していると判断された位置とは異なる位置になる。よって、レーザ光が照射される位置に汚れが付着していない可能性が生じることから、筐体窓に付着した汚れにより生じる死角を少なくすることができる。

【0012】

また、請求項２に係る発明では、走査部は、駆動部が筐体窓の回転角速度をレーザ光の走査角速度とは異なる角速度としている間もレーザ光を走査し、
汚れ判断部は、駆動部が筐体窓をレーザ光の走査角速度とは異なる角速度としている間も、レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着しているか否かを判断し、
駆動制御部は、汚れ判断部が、レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着していないと判断したことに基づいて、再び、レーザ光の走査に同期して筐体窓を回転させる。

【0013】

このようにすれば、再び、レーザ光の走査に同期して筐体窓を回転させる際に、筐体窓にレーザ光が照射される位置を、確実に、筐体窓に汚れが付着していない位置とすることができる。そして、レーザ光が照射可能な方向であって、筐体窓に汚れが付着していない位置が１箇所でもあるうちは、いずれ、汚れ判断部は筐体窓に汚れが付着していないと判断する。よって、レーザ光が照射可能な方向であって、筐体窓に汚れが付着していない位置が１箇所でもあるうちは、汚れにより阻害されないで、装置外部の物体の距離測定を再開することができる。

【0014】

また、請求項３に係る発明では、駆動部は、筐体窓に動力伝達可能な動力伝達状態と、筐体窓に動力を伝達する経路が切断された動力切断状態とが可能であり、
駆動制御部は、汚れ判断部が、レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、駆動部を動力切断状態とすることで、レーザ光が筐体窓に照射される位置を変化させる。

【0015】

このようにすれば、駆動部が筐体窓を駆動する動力を制御する構成に比較して、簡単な構成で、レーザ光が筐体窓に照射される位置を変化させることができる。

【0016】

また、請求項４に係る発明では、筐体窓に制動力を加える制動状態と、筐体窓に制動力を加えていない非制動状態とが可能である制動部（８７）を備え、
駆動制御部は、制動部も制御可能であり、汚れ判断部が、レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、駆動部を動力切断状態とすることに加えて、制動部を制動状態とすることで、レーザ光が筐体窓に照射される位置を変化させる。

【0017】

このようにすれば、レーザ光が筐体窓に照射される位置を、迅速に、大きくずらすことができる。そのため、レーザ光が筐体窓に照射される位置を、迅速に、汚れが付着していない位置までずらすことができる。

【0018】

上記目的を達成するための請求項５に係る発明は、筐体に取り付けられている筐体窓（３）と、
レーザ光を発生させて投光する投光部（５）と、
投光部が投光したレーザ光を、上下方向軸の回りの所定の走査角度範囲に渡って周期的に走査しつつ、筐体窓から照射する走査部（６）とを備えたレーザレーダ装置（１００）であって、
筐体窓は、上下方向軸の回りに回転可能であり、
筐体窓を、走査部によるレーザ光の走査角速度とは異なる角速度で回転させる駆動部（１８２）を備えることを特徴とする。

【0019】

このようにすれば、レーザ光が筐体窓に照射される位置が時間とともにずれていくことになる。したがって、ある第１の時点で、ある方向（第１照射方向とする）に照射されたレーザ光が筐体窓に照射される部分に汚れが付着しているとしても、第１の時点以降の第２の時点で再び第１照射方向にレーザ光を照射するときには、筐体窓においてレーザ光が照射される部分に汚れが付着していない可能性が生じる。したがって、筐体窓に付着した汚れにより生じる死角を少なくすることができる。

【0020】

また、請求項６に係る発明では、駆動部は、筐体窓を、走査部によるレーザ光の走査角速度よりも遅い角速度で、レーザ光の走査方向と同方向に回転させる。

【0021】

本発明によれば、走査部が、レーザ光をある走査方向に照射した後、再び、その走査方向に照射したとき、筐体窓は、まだ１回転していないことになる。したがって、走査部が、レーザ光をある走査方向に照射した後、再び、その走査方向に照射したときは、レーザ光は、前回よりも、筐体窓の回転方向前側の部位を照射することになる。

【0022】

一方で、筐体窓が回転していることから、筐体窓に付着する汚れは、汚れが筐体窓に付着した点から、筐体窓の回転方向後側に広がって付着する可能性が高い。換言すれば、汚れが付着した点よりも回転方向前側は、汚れていない可能性が高い。

【0023】

したがって、本発明によれば、前回の走査において、ある角度にレーザ光が照射されたときに、筐体窓においてレーザ光が照射された部分が、汚れが付着した点となってしまったとしても、次回の走査において同じ角度にレーザ光を走査しても、その角度の筐体窓には汚れが付着していない可能性が高い。そのため、本発明によれば、迅速に死角を解消できる可能性が高い。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】第１実施形態となるレーザレーダ装置１の側面図である。

【図2】レーザレーダ装置１の上面図である。

【図3】図２のIII-III断面である。

【図4】レーザレーダ装置１の内部構成を示す図である。

【図5】図４の制御回路９が実行する処理を示すフローチャートである。

【図6】図１に示すVI−VI線でレーザレーダ装置１を切断した断面図である。

【図7】筐体窓３の回転速度を低下させることで汚れ１１の位置がずれることを示す図である。

【図8】筐体窓３に多数の汚れ１１が付着しても物体監視が継続できることを説明する図である。

【図9】第２実施形態のレーザレーダ装置１００の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

＜第１実施形態＞
（外観構成）
図１は、第１実施形態となるレーザレーダ装置１の側面図である。図１に示すように、本実施形態のレーザレーダ装置１が備える筐体２は、背面２ａが平面状であり、この背面２ａが、屋外に露出している壁１０に固定される。また、レーザレーダ装置１の上面図である図２に示すように、筐体２の上面は、前側が円弧状に湾曲した形状である。

【0026】

図１に示すように、筐体２の下部には、筐体窓３と背面カバー４とが取り付けられている。背面カバー４は、筐体２の下部において背面２ａ側に配置されており、背面２ａとは反対側となる前側が開口している。背面カバー４は遮光性材料で構成されている。一方、筐体窓３は、光透過性の材料で形成されており、背面カバー４の開口から１８０度分が露出している。

【0027】

（内部構成）
図３は、図２のIII-III線断面である。なお、図３には、レーザレーダ装置１の内部構成のうち、光学系の構成と機械的構成を主として示しており、レーザレーダ装置１は、図３に示す構成の他に、図４に示す電気的構成も備える。

【0028】

筐体窓３は、図３に示すように、底部３ａと、筒部３ｂと、上環部３ｃとを備えている。底部３ａは円板形状である。筒部３ｂは、下側ほど小径となるテーパ状の円筒形状である。筒部３ｂの下端の直径は底部３ａの直径と同じ長さになっており、底部３ａにより、筒部３ｂの下面は塞がれている。上環部３ｃは、内径が筒部３ｂの上端の直径と同じであり、筒部３ｂの上端から径方向外側に突き出している。

【0029】

上環部３ｃはスラストベアリング３１を介して筐体２に支持されている。これにより、筐体窓３は、上下方向軸の回りに、筐体２に対して相対回転可能となっている。また、筐体窓３の上端部内面には、内歯車３２が形成されている。

【0030】

筐体２の内部には、投光部５、走査部６、受光部７、窓回転部８、制御回路９が備えられている。

【0031】

（投光部５の構成）
投光部５は、図３に示す構成として、レーザダイオード５１、コリメートレンズ５２、偏向ミラー５３を備える。また、図４に示すレーザ駆動回路５４も備える。

【0032】

レーザダイオード５１は、光源であって、レーザ駆動回路５４により駆動されて、パルス状のレーザ光を発生させる。コリメートレンズ５２は、レーザダイオード５１が発生したレーザ光を平行光とする。偏向ミラー５３は、コリメートレンズ５２によって平行光とされたレーザ光を、走査ミラー６１の方向に反射する。

【0033】

レーザ駆動回路５４は、レーザダイオード５１を駆動させる回路であり、レーザダイオード５１を駆動させる信号をレーザダイオード５１に出力する。また、レーザダイオード５１を駆動させる信号を出力したことを示す信号を、図４に示す時間計測回路７５に出力する。

【0034】

（走査部６の構成）
走査部６は、図３に示す構成として、走査ミラー６１、支持体６２、支持体ギヤ６３、モータ６４、モータギヤ６５を備える。また、図４に示すモータ駆動回路６６、回転センサ６７も備える。

【0035】

走査ミラー６１は、偏向ミラー５３からのレーザ光を、筐体窓３を通して装置外部へ照射する。また、筐体窓３から入射した反射光を受光ミラー７１に向けて反射する。

【0036】

支持体６２は、走査ミラー６１を支持する部材であり、円筒形状をしている。また、支持体６２は、支持体６２の上部および下部をそれぞれ支持する２つのベアリング６８により、この支持体６２の軸回りに回転可能になっている。この支持体６２の下端に走査ミラー６１の上端が固定されている。また、支持体６２は、軸方向が上下方向となるように配置されている。したがって、支持体６２が回転すると、走査ミラー６１も、上下方向軸の回りに回転する。

【0037】

この走査ミラー６１の回転により、装置外部へ照射されるレーザ光が、水平面内で周期的に走査される。なお、走査ミラー６１の回転速度に特に制限はなく、レーザレーダ装置１の設計者、あるいは、使用者が適宜、設定することができる。

【0038】

支持体ギヤ６３は、支持体６２に固定された外歯車であり、支持体６２とともに回転する。モータ６４の回転軸にはモータギヤ６５が固定されている。モータギヤ６５は、支持体ギヤ６３と常時噛み合っている。したがって、モータ６４が回転することにより、モータ６４の回転が、モータギヤ６５、支持体ギヤ６３、支持体６２へと伝えられ、支持体６２および走査ミラー６１が回転する。また、モータギヤ６５は、移動ギヤ８２とも常時噛み合っている。なお、図４において、モータギヤ６５と支持体ギヤ６３とを結ぶ破線矢印、および、モータギヤ６５と移動ギヤ８２とを結ぶ破線矢印は、これらが常時噛み合っていることを意味する。

【0039】

モータ駆動回路６６は、モータ６４を駆動させる回路である。回転センサ６７は、支持体ギヤ６３に対向して設けられ、回転センサ６７の正面を支持体ギヤ６３の歯が通過する毎に、そのことを示す信号を制御回路９に出力する。制御回路９は、回転センサ６７からの信号をもとに、支持体６２と一体回転する走査ミラー６１の回転角度を決定する。

【0040】

（受光部７の構成）
受光部７は、図３に示す構成として、受光ミラー７１、集光レンズ７２、フォトダイオード７３を備える。また、図４に示す受光回路７４、時間計測回路７５も備える。

【0041】

受光ミラー７１は、走査ミラー６１が反射した反射光を集光レンズ７２に向けて反射する。集光レンズ７２は、走査ミラー６１が反射した反射光をフォトダイオード７３に集光する。フォトダイオード７３は、このフォトダイオード７３に入射する反射光の光量を示す受光信号を受光回路７４に出力する。受光回路７４は、受光信号を増幅して時間計測回路７５に出力する。時間計測回路７５は、レーザ駆動回路５４がレーザダイオード５１を駆動させる信号を出力してから、受光回路７４から取得する受光信号が所定の閾値を超えるまでの時間を計測する。

【0042】

（窓回転部８の構成）
窓回転部８は、図３に示す構成として、アクチュエータ８１、移動ギヤ８２、ブレーキパッド８３を備える。また、図４に示すアクチュエータ８４、回転センサ８５も備える。

【0043】

アクチュエータ８１は、ソレノイドアクチュエータであり、移動ギヤ８２が連結されており、この移動ギヤ８２を軸方向に移動させる。移動ギヤ８２は、アクチュエータ８１のソレノイドが非通電状態であるときは、アクチュエータ８１が備えるバネの付勢力により下方に位置する。この位置では、移動ギヤ８２は、モータギヤ６５に加えて、筐体窓３に固定された内歯車３２とも噛み合う。

【0044】

したがって、アクチュエータ８１のソレノイドが非通電状態であるときは、モータ６４が回転すると、筐体窓３も回転する。筐体窓３の回転方向は、移動ギヤ８２と同方向である。また、移動ギヤ８２と支持体ギヤ６３は、ともに、モータギヤ６５と噛み合っているので、移動ギヤ８２と支持体ギヤ６３の回転方向は同方向である。よって、筐体窓３と支持体６２とは同方向に回転する。そして、本実施形態では、支持体６２と筐体窓３とが同一の角速度で回転するように、ギヤ比が調整されている。したがって、レーザ光の走査に同期して、筐体窓３が回転する。

【0045】

モータ６４の回転を筐体窓３に伝達する機構であるアクチュエータ８１と移動ギヤ８２は、筐体窓３を回転させる駆動部８６を構成する。

【0046】

アクチュエータ８１のソレノイドが通電状態になると、移動ギヤ８２は、筐体窓３の内歯車３２と噛み合わない位置まで上方に移動する。この状態が動力切断状態であり、動力切断状態では、駆動部８６の動力は筐体窓３に伝達されない。一方、移動ギヤ８２が筐体窓３の内歯車３２と噛み合っている状態が動力伝達状態であり、動力伝達状態では、駆動部８６の動力が筐体窓３に伝達される。

【0047】

ブレーキパッド８３とアクチュエータ８４は制動部８７を構成する。ブレーキパッド８３は、アクチュエータ８４により、図４に両方向の矢印で示すように、筐体窓３に対して接近離隔方向に移動する。ブレーキパッド８３が最も筐体窓３の方向に移動した状態では、ブレーキパッド８３は筐体窓３の上環部３ｃの側面に接触する。ブレーキパッド８３が筐体窓３の上環部３ｃの側面に接触した状態は制動状態であり、制動状態では、筐体窓３には、回転を停止させる制動力がブレーキパッド８３から加えられる。一方、ブレーキパッド８３が筐体窓３から離れた状態は非制動状態である。非制動状態では、ブレーキパッド８３は、筐体窓３に制動力を加えていない。

【0048】

回転センサ８５は、筐体窓３の内歯車３２に対向して設けられ、回転センサ８５の正面を内歯車３２の歯が通過する毎に、そのことを示す信号を制御回路９に出力する。制御回路９は、回転センサ８５からの信号をもとに、筐体窓３の回転角度を決定する。

【0049】

（制御回路９の処理の概要）
制御回路９は、レーザ駆動回路５４に、レーザダイオード５１を駆動させることを指示する信号を周期的に出力する。また、回転センサ６７から逐次取得する信号に基づいて、走査ミラー６１の回転角度を逐次決定し、走査ミラー６１が一定速度で回転するようにモータ６４の回転速度を制御する。これにより、レーザレーダ装置１は、レーザ光を、走査しつつ装置外部に照射する。レーザ光を走査する走査角度範囲は、筐体窓３が背面カバー４から露出している範囲、すなわちレーザレーダ装置１の前側の１８０度の範囲であり、走査ミラー６１が背面カバー４の方向を向いているときは、レーザ光は装置外部に照射されない。

【0050】

制御回路９は、レーザ光を走査しているとき、通常は、移動ギヤ８２を筐体窓３の内歯車３２と噛み合わせることで、筐体窓３を、レーザ光の走査に同期して回転させる。なお、レーザ光の走査に同期して筐体窓３が回転している状態では、レーザ光が筐体窓３を通過する位置は、常に同じ位置である。

【0051】

また、制御回路９は、時間計測回路７５が計測した時間に基づいて物体までの距離を算出する。

【0052】

これらに加えて、制御回路９は、筐体窓３においてレーザ光が照射される位置に汚れが付着しているかを判断する。そして、筐体窓３においてレーザ光が照射される位置に汚れが付着していると判断した場合には、筐体窓３の回転速度を低下させて、筐体窓３においてレーザ光が照射される位置を、汚れが付着していない位置とする。その後、筐体窓３を再び、レーザ光の走査に同期して回転させる。

【0053】

（制御回路９の詳細処理）
制御回路９は、図５に示す処理を周期的に実行する。なお、図５において、ステップＳ１、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１０は駆動制御部としての処理であり、ステップＳ４、Ｓ８は汚れ判断部としての処理である。

【0054】

ステップＳ１では、アクチュエータ８１のソレノイドを非通電状態とすることで、移動ギヤ８２と筐体窓３の内歯車３２を噛みあわせて動力伝達状態とする。なお、すでに動力伝達状態となっていれば、このステップＳ１の処理は省略する。

【0055】

ステップＳ２では、モータ駆動回路６６に、一定速度で一定方向に走査ミラー６１を回転させるように、モータ６４を駆動させることを指示する信号を出力する。ステップＳ１で動力伝達状態となっているので、走査ミラー６１の回転に同期して筐体窓３も回転する。なお、すでに走査ミラー６１が回転している場合には、このステップＳ２の処理は省略する。

【0056】

ステップＳ３では、距離測定処理を実行する。この距離測定処理では、レーザ駆動回路５４にレーザダイオード５１を駆動させてレーザ光を出力させることを指示する信号を出力する。さらに、時間計測回路７５から取得する時間に基づいて、物体までの距離を計測する。一度の距離測定処理の実行ではレーザ光を一度照射する。ただし、図５の処理が周期的に実行されることにより、走査ミラー６１の回転角が所定角度変化する毎に距離測定処理が実行される。

【0057】

ステップＳ４では、近距離反射があったか否かを判断する。近距離反射とは、ステップＳ３で測定した距離が、筐体窓３までの距離に近似した距離であることを意味する。この判断がＮＯであれば図５の処理を終了する。一方、ステップＳ４の判断がＹＥＳであればステップＳ５に進む。

【0058】

ステップＳ５では、アクチュエータ８１のソレノイドを通電状態とすることで動力切断状態とする。これにより、筐体窓３の回転速度は低下する。

【0059】

さらに、ステップＳ６で、アクチュエータ８４を制御して、ブレーキパッド８３を筐体窓３に接触させる制動状態とすることで、筐体窓３をさらに減速させる。

【0060】

ステップＳ７では、再び距離測定処理を実行する。ステップＳ８では、ステップＳ４と同様にして、近距離反射があったか否かを判断する。ステップＳ８の判断がＹＥＳであれば、再びステップＳ７に戻り、距離測定処理を実行する。一方、ステップＳ８の判断がＮＯ、すなわち、近距離反射がないと判断した場合、ステップＳ９に進む。近距離反射がないと判断した場合には、筐体窓３において、レーザ光が通過する位置は汚れていないことになる。

【0061】

ステップＳ９では、アクチュエータ８４を制御して、ブレーキパッド８３を筐体窓３から離隔させる。続くステップＳ１０では、アクチュエータ８１のソレノイドを非通電状態とすることで動力伝達状態とする。これにより、筐体窓３は再び走査ミラー６１と同期して回転する。

【0062】

（第１実施形態の効果）
上記のように構成されたレーザレーダ装置１の効果を図６〜図８を用いて説明する。なお、図６〜図８は、背面カバー４と筐体窓３以外の構成は省略している。また、図６、図７において、Ｌはレーザ光が照射される方向を示し、Ｌに続く（ｔｎ）は、時刻ｔｎを意味する。なおｎは自然数である。

【0063】

筐体窓３においてレーザ光Ｌが通過する位置に汚れが付着していない場合、図５のステップＳ１〜Ｓ４が繰り返される。この場合、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３と時間が経過するに従い、レーザ光Ｌの照射角度は、図６では反時計回りに変化する。また、動力伝達状態となっているので、レーザ光Ｌの照射角度の変化に同期して、筐体窓３も回転する。

【0064】

一方、図７では、時刻ｔ１において、汚れ１１が筐体窓３のレーザ光Ｌ（ｔ１）が照射される位置に付着している。したがって、図７の場合、時刻ｔ１でステップＳ４がＹＥＳになり、ステップＳ５、Ｓ６を実行する。これにより、筐体窓３は減速を開始する。そして、時刻ｔ２において、ステップＳ７を実行したとする。

【0065】

筐体窓３が減速すること、および、レーザ光Ｌの走査角速度は、筐体窓３が減速を開始した後も一定速度であることから、時間の経過とともに、筐体窓３においてレーザ光Ｌが照射される位置は、筐体窓３がレーザ光Ｌの走査に同期して回転していたときの位置から離れた位置となる。

【0066】

図７の例では、時刻ｔ２において、筐体窓３においてレーザ光Ｌが照射される位置は、汚れ１１が付着していない位置となっている。したがって、ステップＳ８がＹＥＳとなるので、制動が解除され（Ｓ９）、再び動力伝達状態となる（Ｓ１０）。これにより、時刻ｔ２以降は、再び、筐体窓３はレーザ光Ｌの照射角度の変化に同期して回転する。

【0067】

そのため、時刻ｔ３でも、レーザ光Ｌの照射角度と、筐体窓３に汚れ１１が付着している角度範囲との相対関係は変化しない。よって、時刻ｔ２以降は、再び、汚れ１１に阻害されずに、装置外部の物体までの距離を測定することができる。

【0068】

以上、説明したように、第１実施形態では、筐体窓３がレーザ光Ｌの走査に同期して回転している間は、レーザ光Ｌは筐体窓３の同じ位置に照射される。一方、ステップＳ４の判断がＹＥＳ、すなわち、レーザ光Ｌが照射された位置の筐体窓３に汚れ１１が付着していると判断した場合、筐体窓３の回転角速度を減速させる。これにより、レーザ光Ｌが筐体窓３に照射される位置が変化するので、レーザ光Ｌが照射される位置は、汚れ１１が付着していると判断された位置とは異なる位置になる。

【0069】

これにより、レーザ光Ｌが照射される位置に汚れが付着していない可能性が生じることから、筐体窓３に付着した汚れにより生じる死角を少なくすることができる。

【0070】

その後、ステップＳ８の判断がＮＯとなるまで、すなわち、レーザ光Ｌが照射された位置の筐体窓３に汚れ１１が付着していないと判断するまで、筐体窓３の回転角速度をレーザ光Ｌの走査角速度と非同期とする。そして、ステップＳ８の判断がＮＯとなったら、再び、筐体窓３をレーザ光Ｌの走査に同期して回転させる（Ｓ９、Ｓ１０）。

【0071】

これにより、再び、レーザ光Ｌの走査に同期して筐体窓３を回転させる際に、筐体窓３にレーザ光Ｌが照射される位置を、確実に、筐体窓３に汚れが付着していない位置とすることができる。

【0072】

しかも、図８に示すように、レーザ光Ｌが照射可能な方向であって、筐体窓３に汚れ１１が付着していない位置が１箇所でもあるうちは、いずれ、ステップＳ８の判断がＮＯになる。よって、汚れ１１によって阻害されないで、装置外部の物体の距離測定を再開することができる。

【0073】

なお、図５には示していないが、所定時間以上、ステップＳ８の判断がＮＯにならない場合、筐体窓３の全周に汚れ１１が付着していると考えられる。この場合、図５の処理を終了して警告を出力する。警告は、レーザレーダ装置１が離れた場所にある管理装置と接続されている場合、その管理装置から出力する。この警告は、音および表示の一方または両方である。また、レーザレーダ装置１から警告を出力してもよい。

【0074】

また、第１実施形態では、筐体窓３に駆動部８６の動力が伝達されない動力切断状態とすることで、筐体窓３の回転角速度をレーザ光Ｌの走査回転角速度と非同期とする（Ｓ５）。動力切断状態とすれば、駆動部８６が筐体窓３を駆動する動力を制御する必要がない。したがって、駆動部８６が筐体窓３を駆動する動力を制御する構成に比較して、簡単な構成で、レーザ光Ｌが筐体窓３に照射される位置を変化させることができる。

【0075】

また、第１実施形態では、動力切断状態とすることに加えて、制動を実行する（Ｓ６）。これにより、レーザ光Ｌが筐体窓３に照射される位置を、迅速に、大きくずらすことができる。そのため、レーザ光Ｌが筐体窓３に照射される位置を、迅速に、汚れが付着していない位置までずらすことができる。

【0076】

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

【0077】

第２実施形態のレーザレーダ装置１００の構成を図９に示す。レーザレーダ装置１００が、第１実施形態のレーザレーダ装置１と違う点は、窓回転部８を備えておらず、代わりに、固定ギヤ１８２を備えている点、および、制御回路９が実行する処理である。その他の構成は、第１実施形態のレーザレーダ装置１と同じである。

【0078】

固定ギヤ１８２は、第１実施形態の移動ギヤ８２と同じく、筐体窓３の内歯車３２およびモータギヤ６５と噛み合っている。そのため、モータ６４が回転すると、モータギヤ６５を介してモータ６４の回転がこの固定ギヤ１８２に伝達され、固定ギヤ１８２は内歯車３２を介して筐体窓３を回転させる。この固定ギヤ１８２が請求項の駆動部に相当する。

【0079】

固定ギヤ１８２と、第１実施形態の移動ギヤ８２との違いは、第１に、固定ギヤ１８２は軸方向に移動しない点である。したがって、固定ギヤ１８２は、筐体窓３の内歯車３２およびモータギヤ６５と常時噛み合っている。

【0080】

第２の違いはギヤ比である。固定ギヤ１８２は、走査ミラー６１の回転角速度、すなわちレーザ光の走査角速度と、筐体窓３の回転角速度とが異なるように、ギヤ比が調整されている。つまり、固定ギヤ１８２は、レーザ光の走査角速度とは異なる角速度で筐体窓３を回転させる。より詳しくは、固定ギヤ１８２は、レーザ光の走査角速度よりも遅い角速度で筐体窓３を回転させる歯数となっている。なお、筐体窓３の回転方向は、レーザ光の走査方向と同方向である。

【0081】

制御回路９は、第１実施形態において窓回転部８に対して実行していた処理を実行しない。制御回路９が実行するその他の処理は、第１実施形態と同じである。

【0082】

（第２実施形態の効果）
この第２実施形態では、レーザ光の走査角速度とは異なる角速度で筐体窓３を回転させる。これにより、レーザ光が筐体窓３に照射される位置が時間とともにずれていく。したがって、ある第１の時点で、ある方向（第１照射方向とする）に照射されたレーザ光が筐体窓３に照射される部分に汚れが付着しているとしても、第１の時点以降の第２の時点で再び第１照射方向にレーザ光を照射するときには、筐体窓３においてレーザ光が照射される部分に汚れが付着していない可能性が生じる。これにより、筐体窓３に付着した汚れにより生じる死角を少なくすることができる。

【0083】

また、第２実施形態では、レーザ光の走査角速度よりも遅い角速度で、レーザ光の走査方向と同じ方向に筐体窓３を回転させる。これにより、走査部６が、レーザ光を第１照射方向に照射した後、再び、第１照射方向に照射したとき、筐体窓３は、まだ１回転していないことになる。したがって、走査部６が、レーザ光を第１照射方向に照射した後、再び、第１照射方向に照射したときは、レーザ光は、前回よりも筐体窓３の回転方向前側の部位を照射する。

【0084】

一方で、筐体窓３が回転していることから、筐体窓３に付着する汚れは、汚れが筐体窓３に付着した点から、筐体窓３の回転方向後側に広がって付着する可能性が高い。換言すれば、汚れが付着した点よりも回転方向前側は、汚れていない可能性が高い。

【0085】

したがって、前回の走査において、第１照射方向にレーザ光が照射されたときに、筐体窓３においてレーザ光が照射された部分が、汚れが付着した点となってしまったとしても、次回の走査において第１照射方向にレーザ光を照射しても、筐体窓３においてレーザ光が照射される部分には汚れが付着していない可能性が高い。よって、迅速に死角を解消できる可能性が高い。

【0086】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

【0087】

＜変形例１＞
たとえば、第１実施形態では、ステップＳ４で近距離反射ありと判断した場合、ステップＳ５で動力切断状態とすることに加えて、ステップＳ６で制動状態としていた。しかし、ステップＳ６を実行せずに、動力切断状態とすることのみにより、筐体窓３の回転角速度をレーザ光の回転角速度と非同期としてもよい。

【0088】

＜変形例２＞
前述の実施形態では、１つのモータ６４により、走査ミラー６１と筐体窓３を回転させていた。しかし、走査ミラー６１を回転させるためのモータと、筐体窓３を回転させるためのモータを別々に備えてもよい。

【0089】

＜変形例３＞
前述の実施形態では、筐体窓３を減速させることにより、筐体窓３の回転角速度とレーザ光の走査角速度を非同期としていた。しかし、筐体窓３の回転角速度をレーザ光の走査角速度よりも速くすることで、筐体窓３の回転角速度とレーザ光の走査角速度を非同期としてもよい。

【0090】

＜変形例４＞
前述の実施形態では、近距離反射の有無により、筐体窓３に汚れが付着しているか否かを判断していたが、筐体窓３に汚れが付着しているか否かを判断する方法はこれに限られない。たとえば、特許文献２に記載されているように、筐体窓面を走査する専用の発光素子および受光素子を設けて、筐体窓３に汚れが付着しているか否かを判断してもよい。

【0091】

＜変形例５＞
前述の実施形態では、走査角度範囲は１８０度となっていたが、走査角度範囲は何度であってもよい。

【0092】

＜変形例６、７＞
第２実施形態において、筐体窓３を、レーザ光の走査方向とは反対方向に回転させてもよい（変形例６）。また、筐体窓３を、レーザ光の走査角速度よりも速い角速度でレーザ光の走査方向と同方向に回転させてもよい（変形例７）。

【符号の説明】

【0093】

１：レーザレーダ装置 ２：筐体 ２ａ：背面 ３：筐体窓 ３ａ：底部 ３ｂ：筒部 ３ｃ：上環部 ４：背面カバー ５：投光部 ６：走査部 ７：受光部 ８：窓回転部 ９：制御回路 １０：壁 ３１：スラストベアリング ３２：内歯車 ５１：レーザダイオード ５２：コリメートレンズ ５３：偏向ミラー ５４：レーザ駆動回路 ６１：走査ミラー ６２：支持体 ６３：支持体ギヤ ６４：モータ ６５：モータギヤ ６６：モータ駆動回路 ６７：回転センサ ６８：ベアリング ７１：受光ミラー ７２：集光レンズ ７３：フォトダイオード ７４：受光回路 ７５：時間計測回路 ８１：アクチュエータ ８２：移動ギヤ ８３：ブレーキパッド ８４：アクチュエータ ８５：回転センサ ８６：駆動部 ８７：制動部 １００：レーザレーダ装置 １８２：固定ギヤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】